JP2011023301A - バッテリシステム - Google Patents

Abstract

【課題】電池ケースの強度を向上しながら、電池ブロックを効率よく冷却して電池セルの温度差を少なくする。
【解決手段】バッテリシステムは、複数の電池セル１を積層してなる電池ブロック３と、この電池ブロック３を収納してなる電池ケース２０と、電池セル１の間の冷却隙間４に冷却気体を強制送風する強制送風機９とを備え、電池ブロック３の側面に供給ダクト６と排出ダクト７とを設けて、冷却気体を供給ダクト６から冷却隙間４を通過して排出ダクト７に送風している。バッテリシステムは、電池ケース２０の底板２１Ｂに、電池セル１の積層方向に直交する方向に伸びる補強溝２８を設けて底板２１Ｂを補強すると共に、補強溝２８を供給ダクト６と排出ダクト７に連結して、電池ブロック３の底面と電池ケース２０の底板２１Ｂとの間に冷却気体のバイパス路１８を設けて、供給ダクト６の冷却気体をバイパス路１８に送風して電池ブロック３を冷却している。
【選択図】図８

Description

本発明は、積層してなる複数の電池セルの間の冷却隙間に強制送風して電池ブロックを冷却するバッテリシステムに関し、とくに車両用の電源装置として最適なバッテリシステムに関する。

多数の電池セルを積層しているバッテリシステムは、多数の電池セルで出力を大きくできる。したがって、このバッテリシステムは、車両用の電源装置のように大きな電流で充放電される用途に使用される。このバッテリシステムは、大電流で充放電されるので、電池セルの発熱が大きくなる性質がある。発熱する電池セルを冷却するために、積層する電池セルの間に冷却隙間を設けて、この冷却隙間に冷却気体を強制的に送風して冷却している。このバッテリシステムは、各々の電池セルを冷却気体で強制的に冷却できるが、全ての電池セルを同じ温度に冷却するのが難しい。とくに、出力を大きくするために、積層する電池セルの個数が多くなると、すべての電池セルを均一な温度として、すなわち温度差を小さくしながら冷却するのが極めて難しい。多数の電池セルを積層するバッテリシステムは、電池セルの温度差をできる限り小さくすることが極めて大切である。それは、電池セルの温度差が各々の電池セルの残容量を不均一として、特定の電池セルの寿命を短くするからである。電池は温度によって充放電の効率が変化するので、温度差ができると各々の電池を同じ電流で充放電しても残容量に差ができる。残容量に差ができると、残容量が大きくなる電池は過充電されやすく、また、残容量が小さくなる電池は過放電されやすくなり、過充電や過放電によって特定の電池セルの劣化を加速して、バッテリシステムとしての寿命を短くする原因となる。とくに、この種のバッテリシステムは、ハイブリッドカーのように、多数の電池を積層して、大電流で充放電する用途に使用されることから、製造コストが極めて高価になるので、いかにして寿命を長くするかが大切である。多数の電池を使用するバッテリシステムになるほど製造コストが高くなるので、寿命を長くすることが要求される。ところが、多数の電池を積層するほど、バッテリシステムは温度差が大きくなって寿命が短くなる特性がある。

複数の電池セルを積層して、電池セルの間に冷却気体を強制送風して冷却する構造のバッテリシステムは開発されている（特許文献１参照）。
特許文献１のバッテリシステムを図１の断面図に示している。このバッテリシステムは、電池セル１０１の間の冷却隙間１０４を設けて、電池ブロック１０３の両側に供給ダクト１０６と排出ダクト１０７を設けている。供給ダクト１０６に強制送風される冷却気体は、冷却隙間１０４を通過して電池セル１０１を冷却して排出ダクト１０７から排出される。

特開２００７−２５０５１５号公報

図１のバッテリシステムは、電池セル１０１の温度差を少なくするために、供給ダクト１０６の風上側に冷却風流れ変更部材１０８を設けている。冷却風流れ変更部材１０８は、供給ダクト１０６に突出するように設けられて、風上側の電池セル１０１の間の冷却隙間１０４に流入される冷却気体の流量を減少させる。したがって、このバッテリシステムは、温度が低くなる傾向にある風上側の電池セルの温度低下を防止して、すなわち風上側の電池セルの温度を高くして、全ての電池セルの温度差を少なくする。

ただ、図１のバッテリシステムは、供給ダクトに突出するように冷却風流れ変更部材を設けるので、供給ダクトの圧力損失が大きくなって、強制送風する強制送風機の負荷が大きくなる欠点がある。したがって、強制送風機は、圧力損失の大きい供給ダクトに所定の流量の冷却気体を送風するために吐出圧力を高くする必要がある。供給ダクトに突出して冷却風流れ変更部材を設ける構造は、供給ダクトに強制送風される空気が発生する騒音レベルを大きくする弊害もある。

また、図１のバッテリシステムは、供給ダクトに強制送風される冷却気体の流速によっても、各々の電池セルの冷却状態が変化して、常に電池セルの温度差を少なくするのが難しい欠点もある。電池セルを強制冷却するバッテリシステムは、電池セルの温度を検出して、供給ダクトに強制送風する送風ファンの供給電力をコントロールする。このバッテリシステムは、電池セルの温度が高くなると送風ファンの供給電力を大きくして冷却気体の風量を増加させる。このバッテリシステムは、供給ダクトに強制送風される冷却空気の風速が変化する。図１に示すように、供給ダクトの風上側に冷却風流れ変更部材を設けているバッテリシステムは、冷却気体の風量によって供給ダクトに送風される冷却気体の流動状態が変化する。たとえば、冷却風流れ変更部材は、風速によって、その風下側にできる渦流領域の位置や状態が変化する。このため、供給ダクトに送風される冷却気体の流速によって、冷却を制限する電池セルの位置や状態が変化する。したがって、供給ダクトに強制送風する冷却空気の風量を変化させる状態においても、全ての電池セルの温度差を少なくするのが難しい欠点もある。

さらに、多数の電池セルを積層しているバッテリシステムは、全体の重量が重くなるので、電池ブロックを収納している電池ケースに強い耐荷重強度が要求される。
本発明の重要な目的は、電池ケースの強度を向上しながら、電池ブロックを効率よく冷却して電池セルの温度差を少なくして、寿命を長くできるバッテリシステムを提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、冷却気体の流速によらず、常に電池セルの温度差を少なくしながら、供給ダクトの圧力損失を小さくして、冷却気体をスムーズに強制送風して電池ブロックを冷却できるバッテリシステムを提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明のバッテリシステムは、複数の電池セル１を、間に冷却隙間４を設けて積層状態に固定してなる電池ブロック３と、この電池ブロック３を収納してなる電池ケース２０と、冷却隙間４に冷却気体を強制送風する強制送風機９とを備えており、冷却隙間４に連結してなる供給ダクト６、５６と排出ダクト７、５７とを電池ブロック３の側面に設けて、強制送風機９から送風される冷却気体を、供給ダクト６、５６から冷却隙間４を通過して排出ダクト７、５７に排出して電池ブロック３を冷却している。バッテリシステムは、電池ブロック３を載せてなる電池ケース２０の底板２１Ｂに、電池セル１の積層方向に直交する方向に伸びる補強溝２８を設けており、この補強溝２８でもって電池ケース２０の底板２１Ｂを補強すると共に、補強溝２８を供給ダクト６、５６と排出ダクト７、５７に連結して、電池ブロック３の底面と電池ケース２０の底板２１Ｂとの間に冷却気体のバイパス路１８を設けている。バッテリシステムは、供給ダクト６、５６の冷却気体をバイパス路１８に送風して、電池ブロック３の底面を冷却している。

本明細書において、上下方向は図面に基づいて特定するものとする。したがって、図に示す姿勢から上下反転して使用される電源装置にあっては、底板が本発明における天板となり、天板が本発明における底板に相当する。さらに、図に示す姿勢から９０度回転する姿勢で使用される電源装置にあっては、一方の側板が天板となり、他方の側板が本発明の底板となる。

以上のバッテリシステムは、重い電池ブロックを収納している電池ケースの強度を向上しながら、電池ブロックを効率よく冷却して電池セルの温度差を少なくして、寿命を長くできる特徴がある。それは、以上のバッテリシステムが、電池ブロックを収納している電池ケースの底板に補強溝を設けて、この補強溝を冷却気体のバイパス路に併用して、電池ブロックの底面を冷却するからである。さらに、以上のバッテリシステムは、冷却気体の流速によらず、常に電池セルの温度差を少なくしながら、供給ダクトの圧力損失を小さくして、冷却気体をスムーズに強制送風して電池ブロックを冷却できる特徴も実現する。

本発明のバッテリシステムは、底板２１Ｂに複数列の補強溝２８を設けており、各々の補強溝２８に電池ブロック３の底面に向かって突出する突出部２９、３９を設けて、突出部２９、３９でもって補強溝２８に送風される冷却気体の流量をコントロールすることができる。
以上のバッテリシステムは、補強溝で電池ケースの底板を補強しながら、突出部でもって各々の補強溝に送風する流量をコントロールして電池セルの温度差を少なくできる。

本発明のバッテリシステムは、底板２１Ｂを、プレス加工された金属板とすることができる。
このバッテリシステムは、金属板をプレス加工して簡単に補強溝を設けることができ、また、補強溝でもって薄い金属板を強靱な構造としながら、電池セルの温度差を少なくできる。

本発明のバッテリシステムは、電池ケース２０に２列に電池ブロック３を配置して、２列の電池ブロック３の間の内側に供給ダクト６を、電池ブロック３の外側と電池ケース２０との間に排出ダクト７を設けて、底板２１Ｂに設けている補強溝２８を供給ダクト６と両側の排出ダクト７に連結することができる。
以上のバッテリシステムは、電池ケースに複数の電池ブロックを配置しながら、底板に設けた補強溝で幅広の電池ケースを補強でき、さらに、供給ダクトの両側に設けた電池ブロックを均一に冷却できる特徴がある。

本発明のバッテリシステムは、電池ケース２０に２列に電池ブロック３を配置して、２列の電池ブロック３の間の内側に排出ダクト５７を、電池ブロック３の外側と電池ケース２０との間に供給ダクト５６を設けて、底板２１Ｂに設けている補強溝２８を排出ダクト５７と両側の供給ダクト５６に連結することができる。
このバッテリシステムも、電池ケースに複数の電池ブロックを配置しながら、底板に設けた補強溝で幅広の電池ケースを補強でき、しかも排出ダクトの両側に設けた電池ブロックを均一に冷却できる特徴がある。

従来のバッテリシステムの水平断面図である。 本発明の一実施例にかかるバッテリシステムの斜視図である。 図２に示すバッテリシステムを底面側から見た背面斜視図である。 図２に示すバッテリシステムの水平断面図である。 図２に示すバッテリシステムの垂直縦断面図であって、図２のＶ−Ｖ線断面に相当する図である。 図２に示すバッテリシステムの垂直横断面図であって、図３のＶＩ−ＶＩ線断面に相当する図である。 図２に示すバッテリシステムの垂直横断面図であって、図３のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面に相当する図である。 図２に示すバッテリシステムの内部構造を示す斜視図である。 図８に示すバッテリシステムの電池ブロックの分解斜視図である。 電池セルとセパレータの積層構造を示す分解斜視図である。 本発明の他の実施例にかかるバッテリシステムの水平断面図である。 電池ケースのベースプレートの斜視図である。 ベースプレートの補強溝に設ける突出部の他の一例を示す断面図である。 ベースプレートの補強溝に設ける突出部の他の一例を示す断面図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのバッテリシステムを例示するものであって、本発明はバッテリシステムを以下のものに特定しない。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

図２ないし図８に示すバッテリシステムは、主として、エンジンとモータの両方で走行するハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカー、あるいはモータのみで走行する電気自動車などの電動車両の電源に最適である。ただし、本発明のバッテリシステムは電動車両以外の大出力が要求される用途にも使用できる。

以下の実施例に示すバッテリシステムは、複数の電池セル１を冷却隙間４ができる状態で積層している電池ブロック３と、この電池ブロック３を収納している電池ケース２０と、電池セル１の間の冷却隙間４に冷却気体を強制送風して冷却する強制送風機９とを備える。電池ブロック３は、積層している電池セル１の間にセパレータ２を挟着している。このセパレータ２は、図９と図１０に示すように、電池セル１との間に冷却隙間４ができる形状としている。さらに、図のセパレータ２は、両面に電池セル１を嵌着構造で連結している。電池セル１に嵌着構造で連結されるセパレータ２を介して、隣接する電池セル１の位置ずれを阻止して積層している。

電池セル１は、リチウムイオン二次電池の角形電池である。ただし、電池セルは、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の二次電池とすることもできる。角形電池からなる図の電池セル１は、所定の厚さを有する四角形で、上面の両端部には正負の電極端子１３を突出して設けており、上面の中央部には安全弁の開口部１Ａを設けている。積層される電池セル１は、隣接する正負の電極端子１３をバスバー（図示せず）で連結して互いに直列に接続している。隣接する電池セル１を互いに直列に接続するバッテリシステムは、出力電圧を高くして出力を大きくできる。ただし、バッテリシステムは、隣接する電池セルを並列に接続することもできる。

電池セル１は、金属製の外装缶で製作している。この電池セル１は、隣接する電池セル１の外装缶のショートを防止するために絶縁材のセパレータ２を挟着している。電池セルは、外装缶をプラスチックなどの絶縁材で製作することもできる。この電池セルは、外装缶を絶縁して積層する必要がないので、セパレータを金属製とすることもできる。

セパレータ２は、プラスチック等の絶縁材で製作して、隣接する電池セル１を絶縁している。セパレータ２は、図９に示すように、電池セル１を冷却するために、電池セル１との間に、空気などの冷却気体を通過させる冷却隙間４を設けている。図１０のセパレータ２は、電池セル１との対向面に、両側縁まで延びる溝２Ａを設けて、電池セル１との間に冷却隙間４を設けている。図のセパレータ２は、複数の溝２Ａを、互いに平行に所定の間隔で設けている。図１０のセパレータ２は、両面に溝２Ａを設けており、互いに隣接する電池セル１とセパレータ２との間に冷却隙間４を設けている。この構造は、セパレータ２の両側に形成される冷却隙間４で、両側の電池セル１を効果的に冷却できる特長がある。ただ、セパレータは、片面にのみ溝を設けて、電池セルとセパレータとの間に冷却隙間を設けることもできる。図の冷却隙間４は、電池ブロック３の左右に開口するように水平方向に設けている。さらに、図１０のセパレータ２は、両側に切欠部２Ｂを設けている。このセパレータ２は、両側に設けた切欠部２Ｂにおいて、隣接する電池セル１の対向面の間隔を広くして、冷却気体の通過抵抗を少なくできる。このため、冷却気体を切欠部２Ｂからセパレータ２と電池セル１との間の冷却隙間４にスムーズに送風して、電池セル１を効果的に冷却できる。以上のように、冷却隙間４に強制送風される空気は、電池セル１の外装缶を直接に効率よく冷却する。この構造は、電池セル１の熱暴走を有効に阻止しながら、電池セル１を効率よく冷却できる特徴がある。

電池ブロック３は、電池セル１を積層している電池積層体８の両端部に一対のエンドプレート１０を配置して、エンドプレート１０をバインドバー１１で連結して、電池積層体８を固定している。エンドプレート１０は、電池セル１の外形にほぼ等しい外形の四角形としている。

バインドバー１１は、図９に示すように、電池積層体８の両側面に配設されて、その両端部を内側に折曲して折曲片１１Ａをエンドプレート１０に止ネジ１２で固定している。図示しないが、バインドバーは、エンドプレートの外側面に止ネジで固定することもできる。このエンドプレートは、外側面に雌ねじ孔を設けて、バインドバーを貫通する止ネジをねじ込んで固定する。エンドプレートの外側面に固定されるバインドバーは折曲片を設けることなく、直線上としてエンドプレートに固定される。

図４、及び図６ないし図８に示すバッテリシステムは、電池ブロック３を２列に分離して配列して、２列の電池ブロック３の間に、両側の電池ブロック３の冷却隙間４に連結する供給ダクト６を設けている。さらに、２列に分離された電池ブロック３の外側には排出ダクト７を設けている。排出ダクト７と供給ダクト６との間に複数の冷却隙間４を並列に連結している。このバッテリシステムは、図４の矢印で示すように、強制送風機９でもって供給ダクト６から排出ダクト７に向けて冷却気体を強制送風して電池セル１を冷却する。図のバッテリシステムは、２列の電池ブロック３の間に供給ダクト６を設けて、外側に排出ダクト７を設けているが、本発明のバッテリシステムは、図１１に示すように、供給ダクト５６と排出ダクト５７とを反対に、すなわち２列の電池ブロック３の間に排出ダクト５７を、電池ブロック３の外側に供給ダクト５６を配置することもできる。このバッテリシステムは、図１１の矢印で示すように、電池ブロック３に外側から内側に冷却気体を送風して電池セル１を冷却する。

供給ダクト６から排出ダクト７に強制送風される冷却気体は、供給ダクト６から分岐されて、各々の冷却隙間４に送風されて電池セル１を冷却する。電池セル１を冷却した冷却気体は、排出ダクト７に集合して排気される。

供給ダクト６の断面積は、排出ダクト７の２倍とされる。それは、供給ダクト６に強制送風される冷却気体を２分岐して排出ダクト７に送風し、あるいはふたつの排出ダクトから強制送風される冷却気体を集合して供給ダクトから排気するからである。すなわち、供給ダクト６は、両側の排出ダクト７の２倍の冷却気体を送風するので、その断面積を２倍として圧力損失を小さくしている。断面積を大きくするために、図４、図６、及び図７バッテリシステムは、供給ダクト６の横幅を排出ダクト７の横幅の２倍としている。

図４と図８のバッテリシステムは、４組の電池ブロック３からなり、２個の電池ブロック３を直線状に連結して１列の電池ブロックとし、この電池ブロックを２列平行に並べて、中間に供給ダクト６を、外側に排出ダクト７を設けている。直線状に連結される２組の電池ブロック３は、エンドプレート１０を積層する状態で連結される。さらに、直線状に連結される２組の電池ブロック３は、正負の電極端子１３をバスバー（図示せず）で連結して、互いに直列に接続している。

電池ブロック３は、電池ケース２０に収納される。図６と図７の断面図に示すバッテリシステムは、電池ケース２０をベースプレート２１とカバープレート２２とで構成している。電池ケース２０は、電池ブロック３の上下に配置されるカバープレート２２とベースプレート２１を連結して、内部に電池ブロック３を収納する電池収納部２３を設けて、この電池収納部２３に電池ブロック３を収納している。ベースプレート２１は、底板２１Ｂの両側に側壁部２１Ａを設けて溝形とし、カバープレート２２は天板２２Ｂの両側に側壁部２２Ａを設けて溝形にしている。ベースプレート２１は、一方の、図６と図７において左側に設けている側壁部２１Ａをカバープレート２２の側壁部２２Ａに固定している。カバープレート２２の右側の側壁部２２Ａは、ベースプレート２１の底板２１Ｂに固定している。底板２１Ｂに固定されるカバープレート２２の右側の側壁部２２Ａは、左の側壁部２２Ａよりも高さを高くして、下端縁をベースプレート２１の底板２１Ｂに固定できるようにしている。ベースプレート２１とカバープレート２２は、互いに固定する先端縁に、外側に折曲された所定の幅の連結部２１ａ、２２ａを設けている。連結部２１ａ、２２ａを互いに積層する状態で固定して、ベースプレート２１とカバープレート２２を連結している。

ベースプレート２１とカバープレート２２は、鉄や鉄合金、あるいはアルミニウムやアルミニウム合金等の金属板をプレス加工して製作される。ただ、アルミニウムやアルミニウム合金で製作されるベースプレート２１やカバープレート２２は、アルミダイキャストとして製作することもできる。さらに、ベースプレートやカバープレートは、必ずしも金属板で製作する必要はなく、たとえば繊維で補強されたプラスチック製とすることもできる。

ベースプレート２１とカバープレート２２からなる電池ケース２０は、電池ブロック３の外側に排出ダクト７ができるように幅を広くしている。図６と図７のバッテリシステムは、２列に配置している電池ブロック３の中間に供給ダクト６を設け、電池ブロック３の外側であって、側壁部２１Ａ、２２Ａとの間に排出ダクト７を設けている。このバッテリシステムは、２列の電池ブロック３の中間の供給ダクト６から、電池ブロック３の外側の排出ダクト７に冷却空気を強制送風して、電池セル１の間の冷却隙間４に送風して電池セル１を冷却する。

さらに、図６と図７の電池ケース２０は、ベースプレート２１の横幅をカバープレート２２よりも広くしており、カバープレート２２の側壁部２２Ａの外側とベースプレート２１の側壁部２１Ａとの間に電子部品ケース１４を収納する電子部品収納部２４を設けて、その上面を電子部品カバー２７で閉塞している。すなわち、図の電池ケース２０は、ベースプレート２１にカバープレート２２を固定して、内部に電池収納部２３を設けると共に、ベースプレート２１とカバープレート２２に電子部品カバー２７を固定して、内部に電子部品収納部２４を設けている。ベースプレート２１は、電子部品収納部２４の幅に相当する横幅を、カバープレート２２の横幅よりも広くしている。すなわち、ベースプレート２１の横幅は、カバープレート２２の横幅に電子部品収納部２４の横幅を加算した幅としている。

図６と図７に示す電池ケース２０は、ベースプレート２１の両側にほぼ同じ高さの側壁部２１Ａを設けている。図において、ベースプレート２１の左側の側壁部２１Ａは、カバープレート２２の左側の側壁部２２Ａを固定している。ベースプレート２１の右側の側壁部２１Ａは、カバープレート２２の側壁部２２Ａに固定することなく、カバープレート２２に固定している電子部品カバー２７の側壁部２７Ａを固定している。カバープレート２２は、上面の片側に電子部品カバー２７を積層して固定している。この電子部品カバー２７は、金属板をＬ字状にプレス加工しており、天板の片側に側壁部２７Ａを設けた形状としている。この電子部品カバー２７は、天板の端縁を、カバープレート２２の上縁に積層して固定して、側壁部２７Ａの下端縁に設けた折曲された連結部２７ａをベースプレート２１の右側の側壁部２１Ａの上端縁の折曲された連結部２１ａに固定している。

図６と図７に示すバッテリシステムは、電池ブロック３の外側（図において右側）とカバープレート２２の側壁部２２Ａとの間に排出ダクト７を設け、この排出ダクト７の外側であって、排出ダクト７を構成するカバープレート２２の側壁部２２Ａの外側に、電子部品ケース１４を収納する電子部品カバー２７を配置している。この構造は、電子部品収納部２４に収納される電子部品ケース１４と、電池ブロック３との間に、排出ダクト７と側壁部２２Ａとが設けられる。この構造は、カバープレート２２の右側に設けている側壁部２２Ａが、電池収納部２３と電子部品収納部２４とを区画すると共に、この側壁部２２Ａと電池ブロック３との間に排出ダクト７が設けられるので、電池ブロック３の熱が電子部品ケース１４を加熱することがなく、電子部品ケース１４に対する電池ブロック３の発熱による弊害を防止できる。

さらに、図６と図７のバッテリシステムは、電池ケース２０でもって、排出ダクト７の三方、すなわち上下と一方の側面を閉塞し、供給ダクト６の下方をベースプレート２１で閉塞する。供給ダクト６の上方は、電池ケース２０で閉塞されない。したがって、供給ダクト６の上方を閉塞するために、２列に配列している電池ブロック３の上面に、閉塞プレート１５を固定している。閉塞プレート１５は、２列の電池ブロック３の間であって、供給ダクト６を閉塞する位置に固定される。供給ダクト６は、上を閉塞プレート１５で閉塞し、下をベースプレート２１で閉塞し、両側を隣接して配設される電池ブロック３の側面で閉塞している。ただ、供給ダクト６は、冷却気体を分岐して、電池セル１の間に送風するので、供給ダクト６の両側に配置される電池ブロック３は、供給ダクト６の両側を閉塞するが、冷却気体の通過を阻止するように密閉しない。

さらに、外装ケース２０は、両端に端面プレート２５を連結している。端面プレート２５は、供給ダクト６と排出ダクト７に連結される連結ダクト２６を、プラスチックなどで一体的に成形して外側に突出するように設けている。この連結ダクト２６は、強制送風機９に連結され、あるいはバッテリシステムから冷却気体を排気する外部排気ダクト（図示せず）に連結される。これらの端面プレート２５は、ネジ止めして、電池ブロックのエンドプレートに連結している。ただ、端面プレートは、ネジ止め以外の連結構造で電池ブロックに連結し、あるいは、外装ケースに固定することもできる。

電池ケース２０は、止ネジ１７で電池ブロック３をベースプレート２１の底板２１Ｂに固定している。止ネジ１７は、ベースプレート２１の底板２１Ｂを貫通してエンドプレート１０のネジ孔（図示せず）にねじ込まれて、電池ブロック３をベースプレート２１の底板２１Ｂに固定する。止ネジ１７は、頭部をベースプレート２１から突出させている。

さらに、電池ブロック３は、２列に配置されて、その間に供給ダクト６ができるように電池ケース２０のベースプレート２１に固定される。さらに、電池ブロック３の外側に排出ダクト７ができるように、電池ブロック３は電池ケース２０に固定される。電池ケース２０は、ベースプレート２１とカバープレート２２とに設けている側壁部２１Ａ、２２Ａと、電池ブロック３との間に排出ダクト７を設ける内形としている。

図５、図８、及び図１２の電池ケース２０は、ベースプレート２１の底板２１Ｂに、電池セル１の積層方向に直交する方向、すなわち電池セル１の幅方向に伸びる補強溝２８を設けている。底板２１Ｂの補強溝２８は、電池ケース２０の底板２１Ｂを補強すると共に、供給ダクト６と排出ダクト７に連結されて、電池ブロック３の底面と電池ケース２０であるベースプレート２１の底板２１Ｂとの間に冷却気体のバイパス路１８を設けている。この補強溝２８で設けているバイパス路１８は、供給ダクト６の冷却気体を排出ダクト７にバイパスするよう送風して、電池ブロック３を底面から冷却する。図８と図１２の電池ケース２０は、底板２１Ｂの両側に伸びるように補強溝２８を設けている。この補強溝２８は、電池ケース２０の両側に設けている排出ダクト７と、電池ブロック３の間に設けている供給ダクト６とを連結する。したがって、この補強溝２８で設けられるバイパス路１８は、供給ダクト６に強制送風される冷却気体を両側に分岐するようにバイパスして、電池ブロック３の下面に送風する。

電池ブロック３は、積層された複数の電池セル１をエンドプレート１０で挟着して、エンドプレート１０を、バインドバー１１で連結している。電池セル１の間には、電池セル１を定位置に配置する嵌合構造のセパレータ２を挟着している。この電池ブロック３は、積層された電池セル１を上下左右に移動しないようにブロック状に固定して、底面を平面状としている。この電池ブロック３が、補強溝２８を設けたベースプレート２１の底板２１Ｂに載せられて、電池ブロック３の下面に補強溝２８でバイパス路１８が設けられる。バイパス路１８に送風される冷却気体は、電池ブロック３を下面から冷却する。電池ブロック３を下面から冷却する冷却気体は、電池ブロック３の下面をカバーしているセパレータ２を介して電池セル１を冷却し、あるいは、電池セルの一部を露出させる電池ブロックにあっては、冷却気体が電池セルの露出部を直接に冷却する。

図５の電池ケース２０は、ベースプレート２１の底板２１Ｂに設けている補強溝２８の幅を電池セル１の厚さよりも広くしている。たとえば、補強溝２８の幅を３ｃｍ〜８ｃｍ、深さを３ｍｍ〜５ｍｍとして、電池ブロック３の底面に冷却気体を送風できるバイパス路１８を設けることができる。ただ、本発明のバッテリシステムは、補強溝２８の幅や深さを前述の範囲に特定するものではない。補強溝２８の幅と深さは、電池ブロック３との間に形成するバイパス路１８に冷却気体を送風できる大きさであって、底板２１Ｂを補強できる最適値に特定されるからである。この構造は、補強溝２８で設けられるバイパス路１８に送風される冷却気体で、複数の電池セル１を底面から冷却できる。ただし、補強溝の幅は、電池セルの厚さに等しく、あるいはこれよりも狭くして、補強溝のバイパス路で特定の電池セルを冷却することもできる。

さらに、図８と図１２の電池ケース２０は、ベースプレート２１の補強溝２８に突出部２９を設けている。図の電池ケース２０は、補強溝２８の底部を突出するようにベースプレート２１の底板２１Ｂを加工して突出部２９を設けている。このベースプレート２１は、突出部２９を一体的に成形して設けることができる。

ただ、突出部は、図１３に示すように、補強溝２８にスペーサ１９を固定して突出部３９を設けることもできる。この電池ケース２０は、スペーサ１９の厚さで突出部３９の高さを調整できる。このスペーサ３９は、接着されて、あるいは両面接着テープを介して、あるいは止ネジ（図示せず）で固定される。さらに、図１４に示すように、補強溝２８の底部を突出するように底板２１Ｂを加工して設けた突出部２９に、さらに、スペーサ１９を固定して突出部３９の高さを調整することもできる。図１４に示す突出部３９は、電池ブロック３の底面に接触させてバイパス路１８を閉塞している。

突出部２９、３９は、補強溝２８の底面から電池ブロック３の底面に接近するように突出して、バイパス路１８の断面積を狭くして、バイパス路１８に送風される冷却気体の流量をコントロールする。突出部２９、３９は、その高さで、補強溝２８と電池ブロック３との隙間を調整する。電池ブロック３の底面に接触する突出部２９、３９は、バイパス路１８を閉塞して、バイパス路１８への送風を停止し、電池ブロック３の底面に接近する突出部２９、３９は、電池ブロック３との隙間に冷却気体を通過させる。突出部２９、３９を設けている補強溝２８は、突出部２９、３９の高さや位置で補強溝２８で設けられるバイパス路１８の風量をコントロールできる。冷却気体の風量を多くする補強溝は、低い突出部を設け、あるいは突出部を設けない構造とする。冷却気体の風量を少なくする補強溝は、高い突出部を設けて電池ブロックの隙間を狭くする。

突出部２９、３９のある補強溝２８で形成されるバイパス路１８は、突出部２９、３９で風量をコントロールできる。突出部２９、３９で冷却気体の風量をコントロールできる電池ケース２０は、底板２１Ｂに複数列の補強溝２８を設けて、各々の補強溝２８に設ける突出部２９、３９で、バイパス路１８の風量をコントロールして、電池セル１の温度差を少なくできる。たとえば、中央部の電池セルの温度が高くなるバッテリシステムにあっては、電池セルの中央部の底面に配置している補強溝のバイパス路の風量を、その両端部に配置している補強溝のバイパス路の風量よりも多くする。風量を多くする電池ブロックの中央部の補強溝は、電池ブロックの両端部にある補強溝よりも突出部を低く、あるいは突出部を設けない構造とする。

補強溝は、必ずしも突出部を設ける必要はない。突出部のない補強溝は、底板に設ける位置で電池ブロックの温度差を少なくする。温度上昇が大きい電池セルの下方に補強溝を設け、この補強溝のバイパス路に強制送風して電池ブロックの温度差を少なくできるからである。また、補強溝の幅や深さでバイパス路の風量をコントロールできるので、温度上昇の大きい電池セルの下方に、補強溝で風量の大きいバイパス路を設けて、電池ブロックの温度差を少なくすることもできる。

１…電池セル １Ａ…開口部
２…セパレータ ２Ａ…溝
２Ｂ…切欠部
３…電池ブロック
４…冷却隙間
６…供給ダクト
７…排出ダクト
８…電池積層体
９…強制送風機
１０…エンドプレート
１１…バインドバー １１Ａ…折曲部
１２…止ネジ
１３…電極端子
１４…電子部品ケース
１５…閉塞プレート
１７…止ネジ
１８…バイパス路
１９…スペーサ
２０…電池ケース
２１…ベースプレート ２１Ａ…側壁部
２１ａ…連結部
２１Ｂ…底板
２２…カバープレート ２２Ａ…側壁部
２２ａ…連結部
２２Ｂ…天板
２３…電池収納部
２４…電子部品収納部
２５…端面プレート
２６…連結ダクト
２７…電子部品カバー ２７Ａ…側壁部
２７ａ…連結部
２８…補強溝
２９…突出部
３９…突出部
５６…供給ダクト
５７…排出ダクト
１０１…電池セル
１０３…電池ブロック
１０４…冷却隙間
１０６…供給ダクト
１０７…排出ダクト
１０８…冷却風流れ変更部材

Claims (5)

1. 複数の電池セル(1)を、間に冷却隙間(4)を設けて積層状態に固定してなる電池ブロック(3)と、この電池ブロック(3)を収納してなる電池ケース(20)と、前記冷却隙間(4)に冷却気体を強制送風する強制送風機(9)とを備えており、
   前記冷却隙間(4)に連結してなる供給ダクト(6)、(56)と排出ダクト(7)、(57)とが前記電池ブロック(3)の側面に設けられ、前記強制送風機(9)から送風される冷却気体が、供給ダクト(6)、(56)から冷却隙間(4)を通過して排出ダクト(7)、(57)に排出されて電池ブロック(3)が冷却されるようにしてなるバッテリシステムであって、
   前記電池ブロック(3)を載せてなる電池ケース(20)の底板(21B)に、電池セル(1)の積層方向に直交する方向に伸びる補強溝(28)を設けており、この補強溝(28)でもって電池ケース(20)の底板(21B)を補強すると共に、補強溝(28)が供給ダクト(6)、(56)と排出ダクト(7)、(57)に連結されて、前記電池ブロック(3)の底面と電池ケース(20)の底板(21B)との間に冷却気体のバイパス路(18)を設けており、前記供給ダクト(6)、(56)の冷却気体がバイパス路(18)に送風されて、電池ブロック(3)の底面を冷却するようにしてなるバッテリシステム。
2. 前記底板(21B)に複数列の補強溝(28)を設けており、各々の補強溝(28)に電池ブロック(3)の底面に向かって突出する突出部(29)、(39)を設けて、突出部(29)、(39)でもって補強溝(28)に送風される冷却気体の流量をコントロールするようにしてなる請求項１に記載されるバッテリシステム。
3. 前記底板(21B)が、プレス加工された金属板である請求項１に記載されるバッテリシステム。
4. 前記電池ケース(20)に、２列に電池ブロック(3)が配置されて、２列の電池ブロック(3)の間の内側に供給ダクト(6)が、電池ブロック(3)の外側と電池ケース(20)との間に排出ダクト(7)が設けられ、底板(21B)の前記補強溝(28)が前記供給ダクト(6)と両側の排出ダクト(7)に連結されてなる請求項１に記載されるバッテリシステム。
5. 前記電池ケース(20)に、２列に電池ブロック(3)が配置されて、２列の電池ブロック(3)の間の内側に排出ダクト(57)が、電池ブロック(3)の外側と電池ケース(20)との間に供給ダクト(56)が設けられ、底板(21B)の前記補強溝(28)が前記排出ダクト(57)と両側の供給ダクト(56)に連結されてなる請求項１に記載されるバッテリシステム。

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